AT395845B - METHOD FOR CLEANING WASTEWATER CONTAINING ORGANIC SUBSTANCES - Google Patents

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AT395845B AT0117387A AT117387A AT395845B AT 395845 B AT395845 B AT 395845B AT 0117387 A AT0117387 A AT 0117387A AT 117387 A AT117387 A AT 117387A AT 395845 B AT395845 B AT 395845B
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Description

AT 395 845 BAT 395 845 B

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung von organische Substanzen enthaltenden Abwässern, insbesondere zur wirksamen Entfernung von Phosphor und Stickstoff, wobei Belebtschlamm von gemischter Population verwendet und das Abwasser zuerst unter anaeroben, dann unter aeroben Bedingungen gehalten wird, während ein Teil des nach der letzten Reinigungsstufe abgesetzten Belebtschlammes in die anaerobe Stufe zuriickgeführt wird.The invention relates to a process for the purification of wastewater containing organic substances, in particular for the effective removal of phosphorus and nitrogen, using activated sludge from a mixed population and the wastewater being kept first under anaerobic, then under aerobic conditions, during part of that after the last purification stage settled activated sludge is returned to the anaerobic stage.

Die Technologie des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Abwasserreinigung umfaßt anaerobe, aerobe und semiaerobe Abschnitte. Die Reihenfolge der einzelnen Teiltechnologien bzw. der maximal 30 Minuten lange Aufenthalt der Biomasse im Eindickraum des Nachabsetzbehälters ermöglicht neben dem Abbau der organischen Abfallsubstanzen ein gegenüber den herkömmlichen Systemen wirksameres Entfernen von Stickstoff undPhosphor mittels einer mikrobiologischen Methode.The technology of the method for wastewater treatment according to the invention comprises anaerobic, aerobic and semi-aerobic sections. The order of the individual sub-technologies or the maximum stay of 30 minutes for the biomass in the thickening chamber of the post-settling tank enables not only the decomposition of the organic waste substances, but also a more effective removal of nitrogen and phosphorus by means of a microbiological method compared to conventional systems.

Zahlreiche solche Systeme zur Entfernung von Stickstoff und Phosphor sind aus der Literatur bekannt Die US-PS 4 315 821 beschreibt ein Verfahren zur Entfernung von Stickstoffveibindungen. Bei dem Verfahren gemäß DEOS 2715 256 wird, wie bei den übrigen bekannten Verfahren, das Abwasser zuerst durch eine anaerobe Zone und dann durch eine aerobe Zone geführt, wobei diese Zonenkombination mehrmals hintereinander angeordnet sein kann und schließlich fügt sich eine Nachabsetzzone an, aus der der abgesetzte Schlamm in die erste anaerdbe Zone rückgeführt wird. Zahlreiche Weiterentwicklungen dieses Verfahrens bemühten sich durch Einstellung bestimmter Parameter bessere Ergebnisse zu erzielen. So beruht z. B. das Verfahren gemäß der EP-B-159 008 auf einer peinlich genauen Regulierung des Wertes für die Schlammbelastung. Da dieser Wert jedoch aufgrund der sich ständig ändernden Abwasserqualität ständig schwankt, ist dies nicht so einfach zu verwirklichen. Das Verfahren gemäß der EP-B-26 936 ist ein typisches Verfahren zur Phosphorentfemung. Das Einfügen einer anoxischen Zone zwischen anaerober und aerober Zone bewirkt auch eine Stickstoffentfemung durch Denitrifikation·Numerous such systems for removing nitrogen and phosphorus are known from the literature US Pat. No. 4,315,821 describes a method for removing nitrogen compounds. In the process according to DEOS 2715 256, as with the other known processes, the wastewater is first passed through an anaerobic zone and then through an aerobic zone, this zone combination being able to be arranged several times in succession and finally a post-settling zone from which the settled sludge is returned to the first anaerdbe zone. Numerous further developments of this method tried to achieve better results by setting certain parameters. So z. B. the method according to EP-B-159 008 on a meticulous regulation of the value for the sludge load. However, since this value fluctuates constantly due to the constantly changing wastewater quality, this is not so easy to achieve. The process according to EP-B-26 936 is a typical process for phosphorus removal. Inserting an anoxic zone between the anaerobic and aerobic zones also results in nitrogen removal through denitrification.

Es ist bekannt, daß die Eutrophierung der lebenden Gewässer ein immer größeres Problem darstellt, das durch eine Anreicherung von pflanzlichen Nährstoffen (Phosphor, Stickstoff) in den Gewässern hervorgerufen wird. Während der biologischen Abwasserreinigung machte sich wegen des geringen Wirkungsgrades der Phosphor- und Stickstoffentfemung bei den herkömmlichen Systemen die Einführung einer dritten Stufe der Reinigung erforderlich. Während der dritten Reinigungsstufe wurde das aus der zweiten Stufe abfließende Wasser in einem gesonderten Objekt einem Denitrifikationsvorgang unterworfen, wobei eine gesonderte Kohlenstoffquelle mit Hilfe von Alkohol, Melasse usw. gewährleistet werden mußte.It is known that the eutrophication of living water is an increasing problem, which is caused by an accumulation of plant nutrients (phosphorus, nitrogen) in the water. Due to the low efficiency of phosphorus and nitrogen removal in conventional systems, the introduction of a third stage of cleaning was necessary during biological wastewater treatment. During the third cleaning stage, the water flowing out of the second stage was subjected to a denitrification process in a separate object, a separate carbon source having to be ensured with the aid of alcohol, molasses, etc.

Der Phosphor wurde durch Gabe von Kalzium-, Aluminium- oder Eisensalz und Behandlung des Niederschlages entfernt.The phosphorus was removed by adding calcium, aluminum or iron salt and treating the precipitate.

Die Reinigung mit einer dritten Stufe erforderte den Einbau und das Inbetriebnehmen von weiteren Objekten, die Zugabe von Chemikalien und eine weitere Behandlung des Schlammes.Cleaning with a third stage required the installation and commissioning of additional objects, the addition of chemicals and further treatment of the sludge.

Die Erfindung beruht auf folgenden biologischen Erscheinungen. In der Anfangsphase des anaeroben Abbausystems liefern die in der sauren Phase entstehenden Verbindungen mit niedrigem Molekülgewicht einen ausgezeichneten Substratstoff für die aeroben Bakterien. Unter bestimmten Bedingungen erfolgt die Zersetzung der organischen Substanzen unter anaeroben Bedingungen schneller als unter aeroben Bedingungen.The invention is based on the following biological phenomena. In the initial phase of the anaerobic degradation system, the compounds with low molecular weight that form in the acid phase provide an excellent substrate for the aerobic bacteria. Under certain conditions, the decomposition of the organic substances takes place faster under anaerobic conditions than under aerobic conditions.

Der organisch gebundene Phosphor und Stickstoff wird während des aeroben Abbaus freigesetzt und nimmt an dem biologischen Vorgang teil. Die Vermehrung der Bakterien, die den Abbau der Nitrit- und Nitratmoleküle abwickeln, findet auch in den sogenannten Oxydationsgräben statt, nicht nur in selbständigen Objekten mit besonderer Kohlenstoffquelle (Rezirkulation im Belüftungs-Nachabsetzbehälter).The organically bound phosphorus and nitrogen are released during aerobic degradation and take part in the biological process. The multiplication of the bacteria, which are responsible for the breakdown of the nitrite and nitrate molecules, also takes place in the so-called oxidation trenches, not only in independent objects with a special carbon source (recirculation in the ventilation post-settling tank).

Es ist allgemein bekannt, daß der Belebtschlamm die Orthophosphatmoleküle (/PO^*) in der aeroben Zone akkumuliert, in der anaeroben Zone hingegen abgibt, freisetzt.It is generally known that the activated sludge releases the orthophosphate molecules (/ PO ^ *) in the aerobic zone, but releases in the anaerobic zone.

Weiterhin ist bekannt, daß die Biomasse während ihres Wachstums Phosphor- und Stickstoffmoleküle bindet, und wenn der überschüssige Belebtschlamm aus der aeroben Zone entfernt wird, auch der in der aeroben Zone akkumulierte Phosphor aus dem Wasser entfernt wird.It is also known that the biomass binds phosphorus and nitrogen molecules as it grows, and when the excess activated sludge is removed from the aerobic zone, the phosphorus accumulated in the aerobic zone is also removed from the water.

Im anaeroben System kann das Erscheinen von methanproduzierenden Bakterien, die bei einem gewissen Zustand des Kanals auch mit dem Abwasser ankommen können, Schwierigkeiten bereiten.In the anaerobic system, the appearance of methane-producing bacteria, which can also arrive with the sewage if the sewer is in a certain condition, can be difficult.

Die Technologie des erfindungsgemäßen Verfahrens wurde auf der Basis von auf den obigen biologischen Erscheinungen beruhenden Versuchen und Erkenntnissen ausgearbeitet. In dem erfindungsgemäßen neuen Verfahren wirdgleichzeitig mit der Entfernung von Phosphor und Stickstoff gelöst, indem sich auch die Abbaugeschwindigkeit der organische Substanzen enthaltenden Abfallstoffe erhöht und sich die gesamte Verweilzeit des Abwassers verringert, indem ein Teil des nach maximal 2,5 Stunden Verweilzeit aus der anaeroben in die aerobe Zone gelangten Gemisches aus Abwasser und Belebtschlamm aus der aeroben Zone in eine parallel geschaltete anoxische Zone und aus dieser wieder zurück in die aerobe Zone geführt wird, in welcher die Schlammbelastung weniger als 0,25 kg BSB^/kg Schlamm/Tag beträgt, und der am Ende der Reinigung in an sich bekannter Weise abgesetzte Belebtschlamm im Eindickraum des Nachabsetzers maximal 30 Minuten verweiltThe technology of the method according to the invention was worked out on the basis of tests and findings based on the above biological phenomena. In the novel process according to the invention, the removal of phosphorus and nitrogen takes place at the same time, in that the rate of degradation of the waste materials containing organic substances also increases and the total residence time of the waste water is reduced, in that part of the anaerobic digestion after a maximum of 2.5 hours the mixture of wastewater and activated sludge from the aerobic zone is led from the aerobic zone into a parallel anoxic zone and from there back into the aerobic zone, in which the sludge load is less than 0.25 kg BOD ^ / kg sludge / day, and the activated sludge settled at the end of the cleaning in a manner known per se remains in the thickening space of the secondary settler for a maximum of 30 minutes

Der Vorteil dieses Verfahrens liegt darin, daß die Denitrifizierung (NOx —> N2) Zeit hat, ungestört zu -2-The advantage of this method is that denitrification (NOx -> N2) has time to go undisturbed.

AT 395 845 B verlaufen. Im aeroben Becken werden nicht nur die Kohlenstoffquellen verbraucht, sondern es wird nitrifiziert, d. h. NH.4+ wird von den Bakterien zu Nitrat oxydiert. Aus der Fachliteratur sind mehrere Kombinationen von gleichzeitiger Nitrifizierung und Denitrifizierung bekannt, aber das ist und bleibt ein Kompromiß, denn die Denitrifizierung kommt bei reichem Sauerstoffangebot nicht richtig in Gang. In einem anoxischen oder doch wenigstens nicht belüfteten System sind die Bakterien gezwungen, den Nitratsauerstoff zu verbrauchen; diese sog. Nitratatmung führt zum Abbau des Nitrates, von dem nur molekularer Stickstoff übrigbleibt. Deshalb ist die erfindungsgemäße Zwangsströmung zwischen aerober und anoxischer Zone vorteilhafter.AT 395 845 B. Not only are the carbon sources consumed in the aerobic pool, but it is nitrified, i.e. H. The bacteria oxidize NH.4 + to nitrate. Several combinations of simultaneous nitrification and denitrification are known from the specialist literature, but this is and remains a compromise, because denitrification does not get off to a good start when there is a large supply of oxygen. In an anoxic or at least non-ventilated system, the bacteria are forced to consume the nitrate oxygen; this so-called nitrate respiration leads to the breakdown of the nitrate, of which only molecular nitrogen remains. Therefore, the forced flow according to the invention between the aerobic and anoxic zone is more advantageous.

Die Schlammbelastung ist die auf den organischen Anteil des Belebtschlammes bezogene Nährstoff belastung, für die ein maximaler Wat bestimmt weiden kann, unterhalb dessen in der Entfernung des Phosphors keine starken Schwankungen eintreten, wenn die restlichen Parameter eingehalten werden. Die Verweilzeit des Schlammes im Eindickraum des Nachabsetzers ist auf 30 Minuten maximiert. Am Boden des Absetzers ist der Sauerstoffgehalt praktisch Null und es kommt dadurch zu einer Freisetzung von OrthophosphaL Deshalb ist eine kurze Verweilzeit günstig. Die Einstellung des Wertes ist über die Reziikulationsmenge und über die Wahl des Kegelwinkels des Eindickiaumes (unterer Teil des Nachabsetzers) möglich.The sludge load is the nutrient load related to the organic part of the activated sludge, for which a maximum wat can be determined, below which there are no strong fluctuations in the distance of the phosphorus if the remaining parameters are observed. The residence time of the sludge in the post-settler thickening chamber is maximized to 30 minutes. At the bottom of the settler, the oxygen content is practically zero and this releases OrthophosphaL. A short residence time is therefore beneficial. The value can be set via the recirculation volume and by selecting the cone angle of the thickening area (lower part of the post-stripper).

Der technologische Vorgang des Verfahrens wird in Fig. 1 veranschaulicht. Das Abwasser (1) gelangt in den Mischraum (2). Hierher kommt auch der im Nachabsetzbehälter abgetrennte Belebtschlamm, die Biomasse (7). Der in der Regel veränderliche Sauerstoffgehalt des Abwassers wird von dem im Mischraum (2a) rezirkulierten Belebtschlamm (7), der eine Sauerstoffatmung besitzt, verbraucht. Das keinen gelösten Sauerstoff enthaltende Abwasser fließt in das völlig durchmischte anaerobe Becken (2), dessen Konzentration an gelöstem Sauerstoff unter 0,1 mg/1 liegt Im anaeroben Becken (2) findet die anaerobe Zersetzung der organischen Substanzen, die Bildung wasserlöslicher Verbindungen aus dem organisch gebundenen Phosphor und Stickstoff statt, weiterhin gibt da Belebtschlamm den im aeroben Becken (3) akkumulierten Phosphor ab. Das Abwasser befindet sich im anaeröben Becken (2) nicht mehr als 2,5 Stunden. Mit Hilfe dieser Verweilzeit kann auf einfache Weise die Vermehrung der methanproduzierenden Bakterien (CH^) und damit der lockerstrukturierten, sich schwer absetzenden und sich im aeroben Becken (3) vermehrenden Fadenbakterien verhindert werden.The technological process of the method is illustrated in Fig. 1. The waste water (1) reaches the mixing room (2). This is where the activated sludge, the biomass (7), comes from. The generally variable oxygen content of the wastewater is consumed by the activated sludge (7) which is recirculated in the mixing room (2a) and which has oxygen respiration. The wastewater containing no dissolved oxygen flows into the completely mixed anaerobic tank (2), whose concentration of dissolved oxygen is below 0.1 mg / 1. The anaerobic tank (2) contains the anaerobic decomposition of the organic substances, the formation of water-soluble compounds from the organically bound phosphorus and nitrogen instead of activated sludge which releases the phosphorus accumulated in the aerobic pool (3). The waste water is in the anaerobic basin (2) for no more than 2.5 hours. With the help of this dwell time, the multiplication of the methane-producing bacteria (CH ^) and thus the loosely structured, difficult to settle and proliferating in the aerobic basin (3) thread bacteria can be prevented.

Das Abwasser gelangt in das aerobe Becken (3), dessen Gehalt an gelöstem Sauerstoff den Wert von 2 mg/1 überschreitet Der Belebtschlammgehalt des Beckens liegt über 3 g/1, was durch den praktischen Mangel an methanproduzierenden und Fadenbakterien, durch die den Wechsel aerobe-anaerobe Zone vertragende aerobe und semianaerobe Bakterienflora ermöglicht wird.The wastewater enters the aerobic basin (3), the dissolved oxygen content of which exceeds 2 mg / 1. The activated sludge content of the basin is above 3 g / 1, which is due to the practical lack of methane-producing and thread bacteria, which make the change aerobic - Anaerobic zone tolerating aerobic and semi-anaerobic bacterial flora is made possible.

Die Belastung des aeroben Beckens (3) wird so dimensioniert, daß seine spezifische Schlammbelastung unter einem Wert von 0,25 kg BSB^/kg Schlamm (BSB^ = Biologischer Sauerstoffbedarf) liegtThe load on the aerobic tank (3) is dimensioned such that its specific sludge load is below a value of 0.25 kg BOD ^ / kg sludge (BOD ^ = biological oxygen demand)

An das aerobe Becken (3) schließt sich unmittelbar das semianaerobe Becken (4) an.The semi-aerobic basin (4) immediately adjoins the aerobic basin (3).

Aus dem aeroben Becken (3) wird ein Teil des Abwassers in das semianaerobe Becken (4) geleitet Zwischen den beiden Becken besteht eine Zwangströmung, wobei die Menge des Schlammes 60 - 100 % der eingeleiteten Abwassermengebeträgt. DieVerweilzeitimsemianaeroben Becken (4) beträgt 30 bis 50 Minuten. Der in das Becken geleitete Schlamm kommt mit einer Menge an gelöstem Sauerstoff von 2-3 mg/1 dort an, d. h. die Konzentration an gelöstem Sauerstoff übersteigt im ersten Abschnitt des Beckens einen Wert von 0,1 mg/1, erreicht aber den Wert von 0,4 mg/1 nicht. Der zweite Abschnitt des semianaeroben Beckens enthält bereits keinen gelösten Sauerstoff mehr.Part of the wastewater is led from the aerobic basin (3) into the semi-aerobic basin (4). Between the two basins there is a forced flow, the amount of sludge being 60-100% of the introduced wastewater amount. The residence time in the semi-aerobic pool (4) is 30 to 50 minutes. The sludge fed into the pool arrives there with a quantity of dissolved oxygen of 2-3 mg / 1, i.e. H. the concentration of dissolved oxygen in the first section of the pelvis exceeds 0.1 mg / 1 but does not reach 0.4 mg / 1. The second section of the semi-anaerobic basin already contains no dissolved oxygen.

Aus dem aeroben Becken (3) gelangt der Dünnschlamm in den Nachabsetzbehälter (5), wo die Trennung von Flüssigkeit und Belebtschlamm erfolgt Der Belebtschlamm gelangt in den Eindickungsraum des Nachabsetz-behälters. Der Gehalt an gelöstem Sauerstoff im Eindickraum ist niedrig, in vielen Fällen erreicht er nur einen Wert von weniger als 0,1 mg/1. Da der Belebtschlamm den akkumulierten Phosphor (/PO^~) unter aeroben Bedingungen abgibt hängt der Phosphorgehalt des abfließenden gereinigten Wassers (6) auch von der Verweilzeit im schlammeindickenden Raum ab. Es wurde festgestellt, daß eine Verweilzeit des Belebtschlammes im Eindickraum von mehr als 30 Minuten bei 100 %-iger Rezirkulation den Phosphorgehalt des abfließenden Wassers meßbar erhöht. Der Belebtschlamm kann in einer gut funktionierenden Anlage im Eindickraum etwa auf das 2,5-fache seiner Dichte eingedickt werden.From the aerobic basin (3) the thin sludge reaches the post-settling tank (5), where the liquid and activated sludge are separated. The activated sludge reaches the thickening area of the post-settling tank. The dissolved oxygen content in the thickening chamber is low, in many cases it only reaches a value of less than 0.1 mg / 1. Since the activated sludge releases the accumulated phosphorus (/ PO ^ ~) under aerobic conditions, the phosphorus content of the outflowing purified water (6) also depends on the residence time in the sludge-thickening room. It was found that a residence time of the activated sludge in the thickening space of more than 30 minutes with 100% recirculation measurably increases the phosphorus content of the outflowing water. The activated sludge can be thickened in a well functioning plant in the thickening room to about 2.5 times its density.

Das Unterbringen des überschüssigen Belebtschlammes ist mit allen bisher entwickelten Möglichkeiten verwirklichbar. Eine Eigenheit des aus dem oben beschriebenen Verfahren herauskommenden überschüssigen Belebtschlammes (8) besteht jedoch darin, daß er etwa 60 % des gesamten Phosphors unter aeroben Bedingungen in Form von Orthpphosphat abgibt. Da der Schlamm unter aeroben Bedingungen nicht stabil ist, hat das bei der Behandlung des Schlammes freigesetzte Schlammwasser einen sehr hohen Phosphatgehalt. Ein Rückleiten des Schlammwassers in das frisch ankommende Abwasser hätte eine Überbelastung der Vorrichtung mit Phosphor zur Folge. Um dies zu vermeiden, ist eng mit dem Nachabsetzbehälter ein den Schlamm aufnehmender, den überschüssigen Belebtschlamm behandelnder Behälter (9) verbunden, in dem der Belebtschlamm unter anaeroben Bedingungen gehalten werden kann, und nach einstündiger Verweilzeit wird das freigesetzte Phosphat durch Zugabe von Ca2+-, Al^+- oder Fe2+-Salz in einen wasserunlöslichen Niederschlag überführt. Nach Absetzen desNiederschlages -3-The accommodation of the excess activated sludge can be achieved with all the options developed so far. A peculiarity of the excess activated sludge (8) coming from the process described above, however, is that it releases about 60% of the total phosphorus under aerobic conditions in the form of orthophosphate. Since the sludge is not stable under aerobic conditions, the sludge water released during the treatment of the sludge has a very high phosphate content. A return of the sludge water into the freshly arriving waste water would result in an overload of the device with phosphorus. In order to avoid this, a sludge-holding container (9) which treats the excess activated sludge and in which the activated sludge can be kept under anaerobic conditions is closely connected to the post-settling tank, and after a one-hour dwell time the released phosphate is removed by adding Ca2 + -, Al ^ + - or Fe2 + salt converted into a water-insoluble precipitate. After the precipitation has stopped -3-

AT 395 845 B und des Belebtschlammes kann das überstehende Schlammwasser praktisch phosphorfrei in das Abwasser zurückgeleitet werden.AT 395 845 B and the activated sludge, the excess sludge water can be returned to the waste water practically without phosphorus.

Die Eigenschaften der zur Durchführung der Technologie geeigneten Vorrichtung sind die folgenden.The characteristics of the device suitable for implementing the technology are as follows.

Das anaerobe Becken (2) ist ein geschlossenes Becken, oben mit Zustrom und Abfluß, das in der Mitte durch eine Wand in zwei Teile geteilt wird. Die Trennwand hat ihr Ende 60 -100 cm über der Bodenplatte. Die in diesem Mischraum (2a) befindliche Misch Vorrichtung ist so bemessen, daß für den Belebtschlamm und das Abwasser in den Beckenecken eine vertikal gerichtete Strömung von mindestens 10 mm/sec gewährleistet ist.The anaerobic basin (2) is a closed basin, with inflow and outflow at the top, which is divided into two parts by a wall in the middle. The end of the partition is 60-100 cm above the base plate. The mixing device located in this mixing room (2a) is dimensioned such that a vertically directed flow of at least 10 mm / sec is guaranteed for the activated sludge and the waste water in the pool corners.

Im ersten Fach des Beckens auf der Abwasserseite oder an der mit diesem gemeinsamen Außenwand befindet sich der vom Durchmischraum abgetrennte Mischraum (2a) für eine Verweilzeit von 5 Minuten (Aufgeben + Re-zirkulation). Die Aufgabe des Mischraumes besteht darin, dadurch, daß der Belebtschlamm den mit dem Abwasser ankommenden Sauerstoff oder bei ausbleibendem Ableiten den Restgehalt an gelöstem Sauerstoff des Schlammwassers des Belebtschlammes in dem abgetrennten und von der Außenluft abgeschlossenen Raum zur aeroben Atmung verbraucht, zu gewährleisten, daß der anaerobe Raum frei von gelöstem Sauerstoff ist.In the first compartment of the basin on the wastewater side or on the outer wall shared with it is the mixing room (2a) separated from the mixing room for a dwell time of 5 minutes (feed + recirculation). The task of the mixing room is to ensure that the activated sludge consumes the oxygen arriving with the waste water or, in the absence of drainage, the residual dissolved oxygen content of the activated sludge's sludge water in the separate space, which is sealed off from the outside air, for aerobic respiration, to ensure that the anaerobic room is free of dissolved oxygen.

Das semianaerobe Becken (4) stimmt mit dem Becken der anaeroben Zone (2) überein, mit dem Unterschied, daß es keinen Mischraum besitzt.The semi-aerobic basin (4) coincides with the basin of the anaerobic zone (2), with the difference that it has no mixing room.

Beim Errichten der Objekte muß in jedem Fall die Wasserentnahme von oben am Objekt gewährleistet werden. Das Verbinden der Becken der verschiedenen Zonen in geringerer Höhe ist nicht einmal zum Zwecke des Entleerens ratsam. Die Trennung der einzelnen Zonen kann ohne bedeutende Verringerung des Wirkungsgrades nur so befriedigend abgesichert werden.When erecting the objects, water extraction from the top of the object must always be guaranteed. Connecting the pools of the different zones at a lower height is not advisable even for the purpose of emptying. The separation of the individual zones can only be ensured satisfactorily without a significant reduction in efficiency.

Die Anforderung an das Becken des Nachabsetzbehälters (5) besteht nur darin, daß der Raum für den Schlamm im Absetzbecken so zu bemessen ist, daß eine 30-minütige Schlammverweilzeit eingehalten werden kann.The only requirement for the basin of the post-settling tank (5) is that the space for the sludge in the settling basin must be dimensioned such that a 30-minute sludge dwell time can be maintained.

Zur Entfernung von Phosphor und Stickstoff auf biologischem Wege sind in der ganzen Welt Forschungen im Gange, und auch Patente wurden bereits auf diesem Gebiet erteilt Die sich mit der Reinigung in der dritten Stufe beschäftigenden ungarischen und ausländischen Patente sollen hier nicht aufgezählt werden. Hier werden nur die Patente erwähnt, bei denen anaerob-semianaerob-aerobe Systeme angewendet werden. Es handelt sich um die US-PS Nr. 4 431 543, US-PS Nr. 4 460 470, US-PS Nr. 4 431 538.Research into the removal of phosphorus and nitrogen by biological means is underway all over the world, and patents have already been granted in this area. The Hungarian and foreign patents dealing with cleaning in the third stage should not be listed here. Only those patents are mentioned here in which anaerobic-semianaerobic-aerobic systems are used. It is U.S. Patent No. 4,431,543, U.S. Patent No. 4,460,470, U.S. Patent No. 4,431,538.

Beim Vergleich mit den bekannten Verfahren können die folgenden Unterschiede zusammengefaßt werden:When comparing with the known methods, the following differences can be summarized:

Bei der erfindungsgemäßen Technologie ist nach der aeroben Lüftung nur eine einmalige Phasentrennung erforderlich.In the technology according to the invention, only a single phase separation is required after aerobic ventilation.

Um eine sauerstofffreie anaerobe Zone zu schaffen, werden weder inertes Gas noch sonstige Methoden angewendet, sondern es wird die aerobe Atmungskapazität der bei dem Verfahren entstandenen Biomasse unter Anwendung des Mischraumes ausgenutzt. Für den Vorgang der Denitrifikation wird dieselbe Biomasse, das heißt eine gemischte Bakterienpopulation, genutzt, und in das semianaerobe Becken werden als Kohlenstoffquellen weder organische Substanzen mit geringer Kohlenstoffatomzahl (Alkohol, Zucker, Fettsäure usw.) noch im Teilstrom Abwasser gegeben.In order to create an oxygen-free anaerobic zone, neither inert gas nor other methods are used, but the aerobic breathing capacity of the biomass produced in the process is used using the mixing room. The same biomass, i.e. a mixed bacterial population, is used for the denitrification process, and neither organic substances with a low number of carbon atoms (alcohol, sugar, fatty acid, etc.) nor in the partial flow of wastewater are added to the semi-aerobic basin as carbon sources.

Dieanaeioben und semianaeroben Becken haben zwei Abschnitte. Sie besitzen einen mechanischen Mischer und oben einen Abfluß.The anaerobic and semi-anaerobic pools have two sections. They have a mechanical mixer and a drain at the top.

Mit dieser einfachen Methode wird die Trennung der einzelnen technologischen Phasen in erforderlichem Maße gewährleistet.This simple method ensures the separation of the individual technological phases to the extent necessary.

Das Zurückleiten des Schlammwassers des Belebtschlammes als Abwasser wird durch einstündiges anaerobes Abstehen und Zugabe von Ca^+-, Al^+- oder Fe^+-Salz, Niederschlagbildung und Dekantieren des Schlammwassers gewährleistetThe return of the sludge water from the activated sludge as wastewater is ensured by one hour of anaerobic standing and addition of Ca ^ + -, Al ^ + - or Fe ^ + - salt, precipitation and decantation of the sludge water

Innerhalb des Systems findet die chemische Fällung des Phosphates, bei der es im Falle veränderlicher Phosphorbelastung zu einer Überdosierung der Chemikalien kommenkann, die dann die Abbaugeschwindigkeit des biologischen Lebens und der organischen Substanzen heräbsetzt, keine Anwendung.Within the system, chemical precipitation of the phosphate, which can result in an overdose of the chemicals in the event of variable phosphorus loading, which then slows down the rate of degradation of biological life and organic substances, does not apply.

Das Verfahren besitzt die folgenden Vorteile. Während der anaeroben Vorbehandlung werden die großen Moleküle der organischen Verschmutzungen in Fettsäuren mit niedriger Atomzahl und andere Moleküle zerlegt, wodurch den phosphorentfemenden sowie den nitrifizierenden und denitrifizierenden Bakterien ein leicht aufnehmbarer Nährstoff geliefert wird.The method has the following advantages. During the anaerobic pretreatment, the large molecules of the organic contaminants are broken down into low-atomic fatty acids and other molecules, which provides the phosphorus-removing, nitrifying and denitrifying bacteria with an easily absorbed nutrient.

Der in den Abfallstoffen fest gebundene Phosphor und Stickstoff wird freigesetzt.The phosphorus and nitrogen bound in the waste materials are released.

Das Halten der Schlammbelastung auf einem niedrigen Wert erfordert die Anwendung einer hohen Schlammkonzentration. Das heißt, der Schlamm muß sich gut absetzen können, das erreicht man dadurch, daß durch den Wechsel von anaerober und aerober Zone des Verfahrens keine Vermehrung der Faden- und methanproduzierenden Bakterien, Mikroorganismen möglich ist.Keeping the sludge load low requires the application of a high sludge concentration. This means that the sludge must be able to settle well, which is achieved by the fact that by changing the anaerobic and aerobic zone of the process it is not possible to increase the thread and methane-producing bacteria and microorganisms.

Durch den anaeroben Vorabbau der organischen Abfallstoffe kann in der aeroben Zone durch die günstige Wirkung des leicht aufnehmbaren Nährstoffes eine bedeutend größere Abbaugeschwindigkeit erreicht werden.Due to the anaerobic pre-degradation of the organic waste, a significantly higher degradation rate can be achieved in the aerobic zone due to the beneficial effect of the easily absorbable nutrient.

Infolge der guten Versorgung der aeroben Zone mit aufnehmbaren Nährstoffen gewährleisten die absorbierten -4-Due to the good supply of the aerobic zone with absorbable nutrients, the absorbed -4-

AT 395 845 B organischen Substanzen der nitrifizieienden und denitrifizierenden Bakterien genügend Kohlenstoffquellen für den Aufenthalt der Bakterien in der semianaeroben Zone, deshalb braucht für keine weitere Kohlenstoffquelle gesorgt zu werden.AT 395 845 B organic substances of the nitrifying and denitrifying bacteria have enough carbon sources for the bacteria to stay in the semi-aerobic zone, so there is no need for any other carbon source.

Das System gewährleistet mit Hilfe einer biologischen Methode die Entfernung von überschüssigem Phosphor, und ein chemisches Reagens wird nur verwendet, wenn während der Behandlung des überschüssigen Belebt· Schlammes das Schlammwasser des Belebtschlammes in das System zurückgeführt werden soll.The system uses a biological method to remove excess phosphorus, and a chemical reagent is used only when the activated sludge sludge water is to be returned to the system during the treatment of the excess activated sludge.

Die Denitrifikation findet ohne Teilstrom oder andere äußere Kohlenstoffquelle stattDenitrification takes place without a partial stream or other external carbon source

Das System ist mit einer kostenarmen Umgestaltung der Objekte zur Intensivierung der überbeanspruchten herkömmlichen Vorrichtungen mit Totaloxydation geeignet.With a low-cost redesign of the objects, the system is suitable for intensifying the overused conventional devices with total oxidation.

Mit einer gemäß der erfindungsgemäßen Technologie errichteten Versuchsvorrichtung wurden im Abwassersystem einer Kleinstadt mit 1000 Einwohnern Messungen durchgeführt Die Vorrichtung wurde mit nicht vorher abgesetztem Abwasser beirieben, zuerst in der herkömmlichen Betriebsweise mit Totaloxydation, dann wurde der Belüftungsraum gemäß dem beschriebenen Verfahren in drei Zonen aufgeteilt Bei der Betriebsweise mit Totaloxydation war das Belüftungsbecken 18,6 groß.With a test device constructed according to the technology according to the invention, measurements were carried out in the sewage system of a small town with 1000 inhabitants.The device was operated with wastewater that had not previously been deposited, first in the conventional mode of operation with total oxidation, then the ventilation space was divided into three zones in accordance with the described method Operating mode with total oxidation, the aeration basin was 18.6 in size.

Bei der erfindungsgemäßen Technologie betrug das Volumen des zur anaeroben Zone gehörenden Mischraumes und Beckens 4,4 m , das Volumen des zur semianaeroben Zone gehörenden Beckens 1,8 m3, das des zur aeroben Zone gehörenden Belüftungsbeckens war 12,4 m3.In the technology according to the invention, the volume of the mixing room and basin belonging to the anaerobic zone was 4.4 m, the volume of the basin belonging to the semi-aerobic zone was 1.8 m3, and that of the aerating basin belonging to the aerobic zone was 12.4 m3.

Die Versuchsvorrichtung wurde in das Abwassersystem einer Großstadt umgesetzt Dort wurde vorher äbgesetz-tes Abwasser benutzt und eine ständige Betriebsweise angewendet. Die Durchschnittswerte der einzelnen technologischen Betriebsweisen innerhalb von jeweils zwei Monaten waren die folgenden. (Die Angaben umfassen den mit eingearbeiteter Biomasse betriebenen Zeitraum.)The test device was implemented in the sewage system of a large city where previously treated waste water was used and a permanent mode of operation was used. The average values of each technological operation over two months were as follows. (The information includes the period operated with incorporated biomass.)

Betriebsweise mit Tntaloxvdatiqn Aufgegebenes Abwasser Q = 36 m3/Tag bsb5 mg/ml Gesamt phosphor mg/1 o-Phosphat- phosphor mg/1 Ammonium stickstoff mg/1 Nitrit- bzw. Ni- trat- stick- stoff mg/1 Gesamt stick- stoff- mg/1 Zufließend 237,4 15,3 8,2 31,7 0,1 61,0 Abfließend 9,0 10,2 6,8 5,0 14,8 45,9 Wirkungsgrad der Reinigung % 96,2 33,3 16,5 84,3 24,7Operation with Tntaloxvdatiqn Waste water Q = 36 m3 / day bsb5 mg / ml total phosphorus mg / 1 o-phosphate-phosphorus mg / 1 ammonium nitrogen mg / 1 nitrite or nitrate nitrogen mg / 1 total nitrogen fabric mg / 1 inflowing 237.4 15.3 8.2 31.7 0.1 61.0 draining 9.0 10.2 6.8 5.0 14.8 45.9 cleaning efficiency% 96.2 33.3 16.5 84.3 24.7

Aufgegebenes Abwasser Q = 52,7 m^/Tag Zufließend 226,1 16,1 17,3 30,0 0,1 53,4 Abfließend 10,8 6,5 5,0 5,0 1,1 19,8 Wirkungsgrad der Reinigung 95,2 60,5 31,5 83,3 63,0 % -5-Applied wastewater Q = 52.7 m ^ / day inflowing 226.1 16.1 17.3 30.0 0.1 53.4 draining 10.8 6.5 5.0 5.0 1.1 19.8 efficiency cleaning 95.2 60.5 31.5 83.3 63.0% -5-

Claims (2)

AT 395 845 B Betriebsweise mit vorher abgesetztem Abwasser und der erfindungsgemäßen Technologie Aufgegebenes Abwasser Q = 74,6 m^/Tag • bsb5 mg/ml Gesamt phosphor mg/1 o-Phosphat- phosphor mg/1 Ammonium stickstoff mg/1 Nitrit- bzw. Ni- trat- stick- stoff mg/l Gesamt stick- stoff- mg/1 Zufließend 131,7 10,4 8,5 32,3 0,1 87,5 Abfließend 6,6 4,4 3,6 6,5 1,6 21,4 Wirkungsgrad der Reinigung % 95 58,1 57,6 79,9 62,8 Die Zahlenangaben der Tabelle beweisen, daß das erfindungsgemäße Verfahren im Vergleich zu den herkömmlichen Verfahren in dem gleichen Objektvolumen (ausgenommen das Volumen des Nachäbsetzbehälters) bei Erhalten des Wirkungsgrades für den Abbau der organischen Substanzen die Aufarbeitung einer bedeutend größeren Menge Abwasser gewährleistet. Bei auf eine Zeiteinheit fallender größerer spezifischer Stickstoff- und Phosphorbelastung ändert sich der Wirkungsgrad der Nitrifikation nicht, der Wirkungsgrad für die Entfernung von Stickstoff und Phosphor verdoppelt sich. Die Wirksamkeit des erfindungsgemäßen Ablaufs der Denitrifikation gewährleistet, daß neben der hochgradigen Nitrifikation der Nitrit- beziehungsweise Nitratstickstoffgehalt des Wassers den Wert von 2 mg/1 nicht überschreitet. PATENTANSPRÜCHE 1. Verfahren zur Reinigung von organische Substanzen enthaltenden Abwässern, insbesondere zur wirksamen Entfernung von Stickstoff und Phosphor, wobei Belebtschlamm von gemischter Population verwendet und das Abwasser zuerst unter anaeroben, dann unter aeroben Bedingungen gehalten wird, während ein Teil des nach der letzten Reinigungsstufe abgesetzten Belebtschlammes in die anaerobe Stufe zurückgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des nach maximal 2,5 Stunden Verweilzeit aus der anaeroben in die aerobe Zone gelangten Gemisches aus Abwasser und Belebtschlamm aus der aeroben Zone in eine parallel geschaltete anoxische Zone und aus dieser wieder zurück in die aerobe Zone geführt wird, in welcher die Schlammbelastung weniger als 0,25 kg BSB^/kg Schlamm/Tag beträgt, und der am Ende der Reinigung in an sich bekannter Weise abgesetzte Belebtschlamm im Eindickraum des Nachabsetzers maximal 30 Minuten verweiltAT 395 845 B Operation with previously settled wastewater and the technology according to the invention Discharged wastewater Q = 74.6 m ^ / day • bsb5 mg / ml total phosphorus mg / 1 o-phosphate-phosphorus mg / 1 ammonium nitrogen mg / 1 nitrite or Nitrate nitrogen mg / l total nitrogen mg / 1 inflowing 131.7 10.4 8.5 32.3 0.1 87.5 draining 6.6 4.4 3.6 6, 5 1.6 21.4 Efficiency of cleaning% 95 58.1 57.6 79.9 62.8 The figures in the table prove that the method according to the invention compared to the conventional methods in the same object volume (except for the volume of the refilling container ) ensures the processing of a significantly larger amount of waste water while maintaining the efficiency for the decomposition of the organic substances. If the specific nitrogen and phosphorus load falls over a unit of time, the efficiency of the nitrification does not change, the efficiency for the removal of nitrogen and phosphorus doubles. The effectiveness of the denitrification process according to the invention ensures that, in addition to the high-grade nitrification, the nitrite or nitrate nitrogen content of the water does not exceed the value of 2 mg / l. PATENT CLAIMS 1. Process for the purification of wastewater containing organic substances, in particular for the effective removal of nitrogen and phosphorus, using activated sludge from mixed population and the wastewater being kept first under anaerobic, then under aerobic conditions, while a part of the settled after the last cleaning stage Activated sludge is returned to the anaerobic stage, characterized in that part of the mixture of waste water and activated sludge from the anaerobic into the aerobic zone, after a maximum of 2.5 hours of residence time, from the aerobic zone into a parallel anoxic zone and back again is led into the aerobic zone, in which the sludge load is less than 0.25 kg BOD ^ / kg sludge / day, and the activated sludge settled at the end of the cleaning in a known manner remains in the thickening room of the post-settler for a maximum of 30 minutes 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die die anoxische Zone hindurch rezirkulierte Menge an mit Abwasser vermischtem Belebtschlamm 60 bis 100 % der in das anaerobe Becken eingeleiteten Abwassermenge entspricht. Hiezu 1 Blatt Zeichnung -6-2. The method according to claim 1, characterized in that the amount of activated sludge mixed with the wastewater recirculated through the anoxic zone corresponds to 60 to 100% of the wastewater amount introduced into the anaerobic basin. Add 1 sheet of drawing -6-
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